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图2-2 AT89C52的引脚图
它一共有40个引脚,引脚又分为四类。其中有四个电源引脚,用来接入单片机的工作电源。工作电源又分主电源、备用电源和编程电源。还有两个时钟引脚XTAL1、XTAL2。还有由P0口、P1口、P2口、P3口的所有引脚构成的单片机的输入/输出(I\\O)引脚。最后一种是控制引脚,控制引脚有四条,部分引脚具有复位功能。
综上所述,单片机的引脚特点是:
单片机多功能,少引脚,使得引脚复用现象较多。
单片机具有四种总线形式:P0和P2组成的16位地址地址总线;P0分时复用为8位数据总线;ALE、PSEN、RST、EA和P3口的INT0、INT1、T0、T1、WR、RD以及P1口的T2、T2EX组成控制总线;而P3口的RXD、TXD组成串行通信总线[4]。
89C52单片机的主要功能 与MCS-51单片机产品兼容
8K字节在系统可编程Flash存储器 1000次擦写周期 全静态操作:0Hz~33Hz 三级加密程序存储器 32个可编程I/O口线 三个16位定时器/计数器 八个中断源
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全双工UART串行通道 低功耗空闲和掉电模式 掉电后中断可唤醒 看门狗定时器 双数据指针 掉电标识符
AT89C52单片机内部有8k字节的Flash PEROM,这个Flash存储阵列出厂时已处于擦除状态(即所有存储单元的内容
均为FFH),用户随时可对其进行编程。编程接口可接收高电压(+12V)或低电压(Vcc)的允许编程信号。低电压编程模式适合于用户在线编程系统,而高电压编程模式可与通用EPROM编程器兼容[4]。
AT89C52单片机中,有些属于低电压编程方式,而有些则是高电压编程方式,用户可从芯片上的型号和读取芯片内的
签名字节获得该信息。
AT89C52 的程序存储器阵列是采用字节写入方式编程的,每次写入一个字节,要对整个芯片内的PEROM 程序存储器
写入一个非空字节,必须使用片擦除的方式将整个存储器的内容清除。 编程方法
编程前,须按表9 和图11 所示设置好地址、数据及控制信号, AT89C52 编程方法如下:
1、在地址线上加上要编程单元的地址信号。 2、在数据线上加上要写入的数据字节。 3、激活相应的控制信号。
4、在高电压编程方式时,将EA/Vpp 端加上+12V 编程电压。
5、每对Flash 存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位,加上一个ALE/PROG编程脉冲。每个字节写入周期
是自身定时的,通常约为1.5ms。重复1—5 步骤,改变编程单元的地址和写入的数据,直到全部文件编程结束。
程序加密
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AT89C52 有3 个程序加密位,可对芯片上的3 个加密位LB1、LB2、LB3 进行编程(P)或不编程(U)来得到。
当加密位LB1 被编程时,在复位期间,EA 端的逻辑电平被采样并锁存,如果单片机上电后一直没有复位,则锁存起的
初始值是一个随机数,且这个随机数会一直保存到真正复位为止。为使单片机能正常工作,被锁存的EA 电平值必须与该引
脚当前的逻辑电平一致。此外,加密位只能通过整片擦除的方法清除。 数据查询
AT89C52单片机用Data Palling 表示一个写周期结束为特征,在一个写周期中,如需读取最后写入的一个字节,则读出的数据的最高位(P0.7)是原来写入字节最高位的反码。写周期完成后,所输出的数据是有效的数据,即可进入下一个字节的写周期,写周期开始后,Data Palling 可能随时有效。
Ready/Busy:字节编程的进度可通过“RDY/BSY 输出信号监测,编程期间,ALE 变为高电平“H”后,P3.4(RDY/BSY)端电平被拉低,表示正在编程状态(忙状态)。编程完成后,P3.4 变为高电平表示准备就绪状态[5]。
程序校验:如果加密位LB1、LB2 没有进行编程,则代码数据可通过地址和数据线读回原编写的数据,采用如图12的电路。加密位不可直接校验,加密位的校验可通过对存储器的校验和写入状态来验证。
芯片擦除:利用控制信号的正确组合(表6)并保持ALE/PROG引脚10mS 的低电平脉冲宽度即可将PEROM 阵列(4k字节)和三个加密位整片擦除,代码阵列在片擦除操作中将任何非空单元写入“1”,这步骤需再编程之前进行。
读片内签名字节:AT89C52单片机内有3 个签名字节,地址为030H、031H 和032H。用于声明该器件的厂商、型号和编程电压。读AT89C52 签名字节需将P3.6 和P3.7 置逻辑低电平,读签名字节的过程和单元030H、031H 及032H 的正常校验相仿,只返回值意义如下:
(030H)=1EH 声明产品由ATMEL公司制造。 (031H)=52H 声明为AT89C52 单片机。 (032H)=FFH 声明为12V 编程电压。 (032H)=05H 声明为5V 编程电压。
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2.3 温度采集接口电路设计
2.3.1 温度采集器件的选择
温度传感器的种类众多,在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS(达拉斯)公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积,超低的硬件开消,抗干扰能力强,精度高,附加功能强,使得DS18B20更受欢迎。对于我们普通的电子爱好者来说,DS18B20的优势更是我们学习单片机技术和开发温度相关的小产品的不二选择。了解其工作原理和应用可以拓宽您对单片机开发的思路。 2.3.2 DS18B20简介
其两种封装如图2.3所示
图2-3 DS18B20两种封装图
DS18B20是美国Dallas半导体公司推出的第一片支持\一线总线\接口的温度传感器。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点,可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理。DS18B20 特点如下:硬件接口简单,性能稳定,单线接口,仅需一根口线与MCU连接无需外围元件;由总线提供电源;测温范围为-55~75℃;精度为0.5℃;9位温度读数;A/D变换时间为200ms;用户自设定温度报警上下限,其值是非易失性的;报警搜索命令可识别那片DS18B20超温度限[6]。 2.3.3 DS18B20的特征及引脚功能 (1) 全数字温度转换及输出。 (2) 先进的单总线数据通信。
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(3) 最高12位分辨率,精度可达土0.5摄氏度。 (4) 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。 (5) 可选择寄生工作方式。
(6) 检测温度范围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F) (7) 内置EEPROM,限温报警功能。
(8) 64位光刻ROM,内置产品序列号,方便多机挂接。 DS18B20引脚功能:
GND 电压地 ·DQ 单数据总线 ·VDD 电源电压 ·NC 空引脚 DS18B20工作原理及应用:
DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上,从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分,即温度检测和数据处理。在讲解其工作流程之前我们有必要了解18B20的内部存储器资源。18B20共有三种形态的存储器资源,它们分别是: ROM 只读存储器,用于存放DS18B20ID编码,其前8位是单线系列编码(DS18B20的编码是19H),后面48位是芯片唯一的序列号,最后8位是以上56的位的CRC码(冗余校验)。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。
RAM 数据暂存器,用于内部计算和数据存取,数据在掉电后丢失,DS18B20共9个字节RAM,每个字节为8位。第1、2个字节是温度转换后的数据值信息,第3、4个字节是用户EEPROM(常用于温度报警值储存)的镜像。在上电复位时其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM的镜像。第6、7、8个字节为计数寄存器,是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的,同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。EEPROM 非易失性记忆体,用于存放长期需要保存的数据,上下限温度报警值和校验数据,DS18B20共3位EEPROM,并在RAM都存在镜像,以方便用户操作。
电路图如下2.4所示。
图2-4 DS18B20电路图
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